DE3609564A1 - Filterpresse mit membranplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Überwachung und Steuerung des Abstandes zwischen Membranen und Plattenseelen bei Membranfilterplatten während der Nachpreßphase in Filterpressen. Aufgrund dieser Maßnahme kann die Auslenkung und die Beschaffenheit der Membrane zu jedem Zeitpunkt des Filtriervorganges bestimmt werden.

Kammerfilterpressen sind im allgemeinen zum Reinigen von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten vorgesehen. Der Verfahrensablauf des Filtriervorgangs ist dabei unabhängig davon, ob Abwasser gereinigt werden soll oder ob ein gelöster Feststoff das Endprodukt darstellt. Abhängig von der zu filtrierenden Trübe kann jedoch der Aufbau der Kammerfilterpresse sein. Will man gut filtrierbare Trüben möglichst schnell filtrieren, so kommen hierfür Membranfilterpressen zum Einsatz.

Bisher beruht der Betrieb von Membranfilterpressen größtenteils nur auf Erfahrungswerten, die sich in probeweise durchgeführten Vorabfiltriervorgängen ermitteln lassen. Dabei sind die Zeiten für die Trübezufuhr und die Nachpressung weitgehend nur Erfahrungswerte. Beginnt der Nachpreßvorgang, ohne daß der in der Filterkammer aufgebaute Filterkuchen den entsprechenden Feststoffanteil aufweist, führt dies zu einer Überbeanspruchung der Membrane, in dem sie sich übermäßig ausdehnt, was zur Zerstörung oder zum Defekt einer oder mehrerer Membranplatten in einer Filterpresse führen kann. Darüber hinaus kann der Einsatz von Membranplatten an Produktionsstätten oder mit Trüben von Temperaturen über oder unterhalb der normalen Betriebstemperatur zu Schwierigkeiten führen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Membrane vor Zerstörung zu schützen und den Betrieb der Membranfilterplatten auch bei abweichenden Betriebsparametern, wie z. B. zu hoher oder niedriger Raum- oder Trübetemperatur, zu ermöglichen.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich dadurch, daß der Abstand zwischen Plattenseele und Membrane ständig überwacht wird und beim Erreichen der höchstzulässigen Auslenkung oder eines früheren Wertes Vorkehrungen zum Schutz der Membrane getroffen werden, die vom sofortigen Abbrechen des Nachpreßvorganges bis zum Heizen oder Kühlen der Membrane reichen können.

Gemäß der Erfindung unterliegt der sich ergebende Abstand zwischen Plattenseele und Membrane während des Nachpressens ständiger Kontrolle, da von seinem Wert direkt auch die Auslenkung der Membrane abhängig ist. Zur Messung des Abstandes sind mehrere Möglichkeiten anwendbar, die von einer permanenten Überwachung über eine schrittweise bis hin zur Grenzpunktbelastungsmessung reichen.

Ausgehend von der Höchstbelastbarkeit der Membrane, die durch einen bestimmten vom Grundstoff der Membrane abhängigen Ausdehnungswert festgelegt wird, muß die Druckmittelzufuhr sofort beim Erreichen dieses Wertes abschalten. Dies geschieht entsprechend der Erfindung dadurch, daß an der Membrane ein flexibles Zugmittel befestigt ist. Dieses Zugmittel spannt sich mit zunehmender Membranausdehnung und zieht den daran befestigten Metallkern in den Schaltbereich eines oder mehrerer induktiver oder kapazitiver Näherungsschalter, wodurch dann die Unterbrechung der Druckmittelzufuhr ausgelöst wird. Ebenso wie durch Näherungsschalter kann die Druckmittelzufuhr auch bei Erreichen einer bestimmten Induktionsspannung unterbrochen werden, wenn das Zugmittel einen Eisenkern bewegt, der in einer Induktionsspule gleitet.

Vorteilhafterweise kann als Abtastelement für die Membranauslenkung auch ein Federelement zwischen der Membrane und der Plattenseele angeordnet sein. Zweckmäßig erscheint es dabei, das Federelement an der Membraninnenseite nur aufgrund der Federkraft anliegen zu lassen. Durch diesen Aufbau ist man in der Lage, die Membranen bei Bedarf ohne größeren Aufwand auch einzeln auszuwechseln. Die Gestaltung, die das Federelement aufweist, hängt von den Räumlichkeiten ab, die zwischen Membraninnenseite und Plattenseele zur Verfügung stehen. Im vorliegenden Beispiel kommt eine Federspange zum Einsatz. Ebenso könnte dies aber auch ein gefederter Stift mit Bohrungen sein. Sobald die Membrane eine bestimmte Stellung erreicht, stimmen die Bohrungen am schaltelementseitigen Ende des Stifts mit den dazugehörigen Anschlüssen für das Druckmittel überein, so daß ein Steuerimpuls abgegeben wird.

Des weiteren ist es von Vorteil, die zum Nachpressen verwendete Druckluft darüber hinaus auch als Steuermittel einzusetzen, wodurch elektrische Zuführungen zum Schaltelement entfallen.

Abgesehen von der Abstandsmessung durch Zug- oder Federelemente kann dies auch berührungslos erfolgen, auf der Basis von Magnetfeldstärkenänderung.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können zusätzlich zur Abtastung der Höchstauslenkung auch Zwischenstellungen abgetastet werden, in denen sich Heiz- oder Kühlsysteme zuschalten, die entweder auf die Trübe wirken und damit indirekt auf die Membrane oder Heizvorrichtungen in der Membrane. Beispiele für entsprechende Einrichtungen sind Kanäle in den Filterplatten oder Widerstandsheizungen direkt in den Membranen.

Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand von Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Membranfilterpresse mit aufgebrochenem Plattenpaket,

Fig. 2 einen Teilschnitt einer Membranfilterplatte, in der die Membranauslenkung den Höchstwert erreicht hat,

Fig. 3 einen Teilschnitt der Membranfilterplatte, in der sich die Membrane in Ruhestellung befindet,

Fig. 4 Seitenansicht einer Membranfilterplatte mit Federelement in Preßstellung.

In Fig. 1 ist eine Filterpresse [1] dargestellt, zwischen deren Ständer [2], [4] auf der waagerechten Führung [8] das Filterplattenpaket [3] aufliegt. Der Kolben [11] preßt das Filterplattenpaket [3], bestehend aus Membranplatten [5] und Filterplatten [6], während des Filtriervorganges zusammen, wobei zwischen den Membranplatten [5] und den Filterplatten [6] Kammern entstehen.

In diese Kammern preßt eine nicht dargestellte Förderpumpe Trübe und bildet einen sogenannten Filterkuchen mit hohem Flüssigkeitsgehalt. Nach Abschluß der Füllphase wird dem Druckmittelraum [13] Flüssigkeit zugeführt und der Filterkuchen nachgepreßt. Anschließend fährt der Hydraulikzylinder [11] zurück und die Verschiebevorrichtung [10] öffnet das Filterplattenpaket [3]. Die Steuerung [7] für die elektrischen Elemente befindet sich am Ständer [4].

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Membranplatte, in der die Membrane [20] mit Druckmittel beaufschlagt ist. Der Nylonfaden [12] ist gespannt und zieht den Metallkörper [25] aus dem Gehäuse [26] in den Wirkungsbereich des Initiators [14], so daß dieser über die Anschlußleitung [23] einen Impuls an die Steuerung [7] gibt. Läßt der Druck auf die Membrane [20] nach, drückt die Feder [19] den Metallkörper [25] zurück in das Gehäuse [26]. Das Druckmittel gelangt bei anliegender Membrane [20] in die Plattenseele [22], wie in Fig. 2 dargestellt, durch die Kanäle [15] in den Druckmittelraum. In Ruhestellung liegt der an der Membrane befestigte Metallkörper [17] eingebettet in der Plattenseele [22]. Ändert sich die Auslenkung der Membrane [20], so ändert sich auch die zwischen dem magnetischen Sensor [18] und dem Metallkörper [17] erzeugte magnetische Feldstärke, wobei die Werte über die Anschlußleitung [16] der Steuerung [7] zugeführt werden, die davon abhängig die Druckmittelquelle steuert.

Gemäß der Ausführung in Fig. 4 sind zwischen der Membran [20] und der Plattenseele Federn [27] angeordnet. Sie stehen mit einem Ende in loser Verbindung zur Membrane [20], mit dem anderen Ende sind sie fest am Schaltelement [28] befestigt. Die in Fig. 4 gewählte Darstellung zeigt die Membrane in höchstzulässiger Preßstellung, wobei die Feder [27] den Schaltkopf [23] nicht mehr betätigt.

Ein nicht näher dargestellter Schieber im Innern des Schaltelements [28] befindet sich nun in Durchgangsstellung. In Durchgangsstellung sind Leitung [32] und Steuerleitung [30], [35] miteinander verbunden, wodurch Druckluft aus dem Druckmittelraum [13] auf den Kolben drückt, der im Absperrglied [34] sitzt. Damit unterbricht das Sperrglied die weitere Druckluftzufuhr über die Leitung [31] zu den Druckmittelräumen [13].

Jeder Druckmittelraum verfügt über eine eigene Abtastung, die Druckmittelzufuhr indessen geschieht von einer gemeinsamen Zufuhrleitung [31] aus, die sich innerhalb der Plattenseele verzweigt. Die Dichtungen [29] am Übergang der Bohrung [32] und am Übergang der Steuerleitung [30] zum Schaltelement [28] verhindern, daß Druckluft austritt.

Claims (11)

1. Verfahren zum Überwachen und/oder Steuern der Membranauslenkung bei Membranfilterplatten in Filterpressen mit mindestens einer Membranplatte während des Nachpreßvorgangs, wobei die Membranen einseitig mit einem Druckmittel beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß während der gesamten Nachpreßphase der Abstand zwischen der Plattenseele und der ihr gegenüberliegenden Membranseite gemessen wird, wobei beim Erreichen bestimmter membranwerkstoffabhängiger Abstände die Druckmittelzufuhr selbst und/oder ein die Membran beeinflussendes Mittel gesteuert werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erreichen der höchstzulässigen Auslenkung einer Membran in einem Membranplattenpaket die gesamte Druckmittelzufuhr unterbrochen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bereits vor Erreichen der höchstzulässigen Auslenkung ein oder mehrere Meßpunkte festgelegt sind, bei deren Erreichen die Membrane automatisch ge- oder beheizt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erreichen eines ersten oder nachfolgenden von der Membranauslenkung abhängigen Meßpunktes akustische oder visuelle Signale ausgelöst werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung/Steuerung des Abstands der Membrane von der Plattenseele auch berührungslos erfolgen kann.

6. Vorrichtung zum Überwachen und Steuern der Membranauslenkung bei Membranfilterpressen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Plattenseele und/oder an der Membran mechanische und/oder elektrische Meßelemente vorgesehen sind, die beim Erreichen vorgegebener Auslenkungswerte der Membrane Signale abgeben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Membrane und der Plattenseele durch ein Federelement [27] gemessen wird, wobei dessen an der Membraninnenseite anliegendes Ende aufgrund seiner Federkraft lose anliegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement [27] auf ein Schaltglied einwirkt und dieses direkt oder indirekt die Druckluftzufuhr zum Absperrvorgang oder sonstige die Membran beeinflussende Betriebsmittel steuert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibles Verbindungsstück zwischen Membrane und Plattenseele in gespannter Stellung einen oder mehrere Kontakte betätigt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Membraninnenseite ein Faden befestigt ist, der mit dem in der Plattenseele beweglich angeordneten Metallkern in Verbindung steht und dieser entlang eines induktiven Sensors mit einem oder mehreren Schaltpunkten gleitet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Plattenseele und der Membrane über die sich ändernde Feldstärke eines magnetischen Sensors in der Plattenseele und dem an der Membrane befestigten Metallkörper erfaßt wird.